PCB芯片封裝的焊接方法及工藝流程
板上芯片封裝(COB),半導體芯片交接貼裝在印刷線(xiàn)路板上,芯片與基板的電氣連接用引線(xiàn)縫合方法實(shí)現,芯片與基板的電氣連接用引線(xiàn)縫合方法實(shí)現,并用樹(shù)脂覆蓋以確??煽啃?。雖然COB是最簡(jiǎn)單的裸芯片貼裝技術(shù),但它的封裝密度遠不如TAB和倒片焊技術(shù)。
板上芯片(ChipOnBoard,COB)工藝過(guò)程首先是在基底表面用導熱環(huán)氧樹(shù)脂(一般用摻銀顆粒的環(huán)氧樹(shù)脂)覆蓋硅片安放點(diǎn),然后將硅片直接安放在基底表面,熱處理至硅片牢固地固定在基底為止,隨后再用絲焊的方法在硅片和基底之間直接建立電氣連接。
與其它封裝技術(shù)相比,COB技術(shù)價(jià)格低廉(僅為同芯片的1/3左右)、節約空間、工藝成熟。但任何新技術(shù)在剛出現時(shí)都不可能十全十美,COB技術(shù)也存在著(zhù)需要另配焊接機及封裝機、有時(shí)速度跟不上以及PCB貼片對環(huán)境要求更為嚴格和無(wú)法維修等缺點(diǎn)。
某些板上芯片(CoB)的布局可以改善IC信號性能,因為它們去掉了大部分或全部封裝,也就是去掉了大部分或全部寄生器件。然而,伴隨著(zhù)這些技術(shù),可能存在一些性能問(wèn)題。在所有這些設計中,由于有引線(xiàn)框架片或BGA標志,襯底可能不會(huì )很好地連接到VCC或地??赡艽嬖诘膯?wèn)題包括熱膨脹系數(CTE)問(wèn)題以及不良的襯底連接。
COB主要的焊接方法:
?。?)熱壓焊
利用加熱和加壓力使金屬絲與焊區壓焊在一起。其原理是通過(guò)加熱和加壓力,使焊區(如AI)發(fā)生塑性形變同時(shí)破壞壓焊界面上的氧化層,從而使原子間產(chǎn)生吸引力達到“鍵合”的目的,此外,兩金屬界面不平整加熱加壓時(shí)可使上下的金屬相互鑲嵌。此技術(shù)一般用為玻璃板上芯片COG。
?。?)超聲焊
超聲焊是利用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的能量,通過(guò)換能器在超高頻的磁場(chǎng)感應下,迅速伸縮產(chǎn)生彈性振動(dòng),使劈刀相應振動(dòng),同時(shí)在劈刀上施加一定的壓力,于是劈刀在這兩種力的共同作用下,帶動(dòng)AI絲在被焊區的金屬化層如(AI膜)表面迅速摩擦,使AI絲和AI膜表面產(chǎn)生塑性變形,這種形變也破壞了AI層界面的氧化層,使兩個(gè)純凈的金屬表面緊密接觸達到原子間的結合,從而形成焊接。主要焊接材料為鋁線(xiàn)焊頭,一般為楔形。
?。?)金絲焊
球焊在引線(xiàn)鍵合中是最具代表性的焊接技術(shù),因為現在的半導體封裝二、三極管封裝都采用AU線(xiàn)球焊。而且它操作方便、靈活、焊點(diǎn)牢固(直徑為25UM的AU絲的焊接強度一般為0.07~0.09N/點(diǎn)),又無(wú)方向性,焊接速度可高達15點(diǎn)/秒以上。金絲焊也叫熱(壓)(超)聲焊主要鍵合材料為金(AU)線(xiàn)焊頭為球形故為球焊。
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